CN101485308A - 茶皂素杀线虫颗粒剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
茶皂素杀线虫颗粒剂及其制备方法属植物源生物农药领域。其目的是提供一种低毒高效、无残留、成本低、有利于植物根际土壤微生物区系的生态平衡,对目标线虫具有有选择性和对寄主的生长有促进作用的茶皂素杀线虫颗粒剂及其制备方法。茶皂素杀线虫颗粒剂的原料组分及重量份为:茶皂素40-50,助剂10-20,填料30-50;助剂为吐温80、亚硫酸纸浆废液、木质素及衍生物磺酸盐、萘和烷基萘甲醛综合物磺酸盐、烷基磺酸盐中的一种或两种以上;填料为红砖、粘土、豆饼、炉渣高岭土、硅藻土和白炭黑中的一种或两种以上。试验结果表明:其不仅具有杀线虫活性,对目标线虫有选择性,而且有利于植物根际土壤微生物区系的生态平衡和对寄主的生长具有促进作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种以茶皂素为主要有效成分的杀线虫颗粒剂及其制备方法,属于植物源生物农药领域。
技术背景
茶皂素是由各类茶籽(油茶Camellia oleifera或茶Camellia sinesis)的饼粕中提取出来的五环三萜类化合物,具有表面活性,生理活性和鱼毒活性以及溶血性等。生产中用茶枯水防治水稻纹枯病,民间用茶籽防治钉螺;近十年来,随着茶皂素提取工艺的成熟,国内有关茶皂素在农药领域的应用有了较多的研究报道,如茶皂素对昆虫的杀虫增效活性,对某些植物病原真菌的抑制作用,但国内外尚未有利用茶皂素防治线虫的研究报道和专利报道,查阅文献截止2008年12月,有关茶皂素的杀线虫活性文献仅一篇,没有关于茶皂素颗粒剂产品防治植物线虫病害的文献,专利检索防治植物线虫的文献共6篇,未见利用茶皂素颗粒剂产品防治植物线虫病害的专利文献,也没有发现茶皂素作为有效成分的产品来防治植物线虫病害的专利文献。
线虫(nematodes)是一类在地球上分布广泛、数量多、抵抗力和适应力最强的无脊椎动物,在动物界,线虫是种类是仅次于昆虫的第二大类群。线虫生活类型多样,对生态环境、经济有重要影响,Poinar(1983)估计地球上约有50万种线虫,已知种类15000种,其中约有10%是植物寄生线虫。到2000年为止,全世界已经报道的植物寄生线虫超过200多个属、5000多种。植物线虫病害已成为农林业生物灾害中继昆虫和植物真菌病害之后的第三大灾害。1987年,J.N.Sasser等估计,每年全世界主要农作物由病害引起的产量损失中,有12%是由线虫病害造成的。1994年美国估计仅在美国每年植物线虫引起的粮食与纤维的损失达80亿美元,而全世界则高达780亿美元。
1987年,植物线虫学家Sasser和Freskman列出的全球最具威胁的10种线虫,分别是根结线虫、根痕线虫、胞囊线虫、球胞囊线虫、鳞茎线虫、柑桔线虫、剑线虫、穿孔线虫、肾脏线虫、盘旋线虫、刺线虫,除球胞囊线虫、鳞茎线虫外,其他8个种在我国已经有发生报道。绝大多数线虫病害为土传特性,我国地处温带和亚热带,耕作制度复杂,复种指数高,农作物种类多,因此线虫病害不仅发生的种类多,发生程度也很严重。
其中,根结线虫是最为重要的一类植物寄生线虫,属于世界性分布,从世界范围来看,造成农作物年经济损失约为10%。在整个农作物经济损失中,由根结线虫造成的损失占植物线虫造成的总损失量的90%以上。最常见根结线虫的4个种,即南方根结线虫(Meloidoyge incognita)、瓜哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria)和北方根结线虫(M.hapla)在我国都有分布和发生。例如花生根结线虫(Meloidogyme arenaria)在我国发现已经40多年,分布于至少8个省市,如在山东有关于根结线虫危害报道:一般减产20%~30%,严重发生的达到70%~80%;大豆胞囊线虫病(Heterodera glycines)也是世界性的大豆生产的主要病害,我国大豆胞线虫病受害面积达到130万公顷,一般减产20%-30%,严重时达80%以上,在发病重的田块,甚至4~5年内不能再种植大豆;小麦胞囊线虫(Heterodera avenae)在世界许多小麦产区有分布,其引起的小麦的减产一般20%-30%,严重达到50%,1989年我国境内发现小麦胞囊线虫,至目前小麦胞囊线虫病发生面积达到6.67万公顷。近年来,甘薯茎线虫病(Ditylenchus destructor)为害又抬头,一旦发生,在田间发病率常常到达到80%,危害严重时减产50%以上,甚至绝收。由程瑚瑞等1988年报道松材线虫病害(Bursaphelenchus xylophilus),每年仅在江苏省就造成木材损失量就达100万m3以上,目前已经成为我国林业生产上的重要病害。发生在我国的线虫病原还有水稻干尖线虫(Aphelenchoides besseyi)、水稻潜根线虫、小麦粒线虫(Anguina trltici)、柑桔半穿刺线虫(Tylenchulus semipenetrans)、等,受到植物线虫危害主有农作物有粮食作物,如水稻、小麦等,园艺作物,如柑桔、苹果、葡萄等果树,经济作物,如甜菜、山芋、马铃薯、茶叶等。有报道指出,水稻上发生的植物线虫有13种、玉米上有8种、小麦上有24种、大豆上有11种、花生上有6种、棉花上有8种、甘薯上有12种、烟草上有7种、茶叶上有9种、柑桔上有49种等。受到植物病原线虫危害的作物种类和范围有不断扩大的趋势,植物病原线虫越来越成为农业生产上高产优质的重要限制因子。
目前,生产上线虫病害防治措施主要是农业防治、化学防治和栽培抗病品种。化学杀线剂是防治植物线虫病害的主要方法。化学杀线剂分为熏蒸剂和非熏蒸剂。非熏蒸剂类主要是氨基甲酸酯类、机磷类和异硫氰酸脂类:氨基、巯基发生氨基甲酰化,有机磷类和氨基甲酸酯类:抑制乙酰胆碱酯酶活性,造成乙酰胆碱累积,线虫中毒,移出后可复苏,减弱线虫活动。与熏蒸剂最大不同之处是并非直接杀死线虫,而是麻醉作用,影响线虫的取食、发育、繁衍行为,延迟线虫对作物的侵入时间及为害高峰期,又称为“制线虫剂”(Nematistat)。这类杀线剂容易导致线虫产生抗药性,同时此类杀线剂均为高毒品种,存在急性中毒和二次中毒的问题,对地下水污染严重。如Temik,Furadan Vydate,Dasanit,Mocap和Nemacur等,已被禁用或限用。熏蒸剂类主要有卤代烃类和施放到土壤中能够释放异硫氰酸甲酯的化合物。其作用原理是作用线虫后,造成线虫过度活动,麻痹,最后死亡,由于杀线虫效果好,效果明显,没有残留,不会诱发线虫的抗药性,得到最广泛的使用。但是,熏蒸剂为杀死性药剂,同时,也会累及捕食植物病原线虫的捕食性线虫以及其他土栖幼小动物,使他们也遭杀灭,不利于土壤活化、天敌繁衍和持续生态调控,对环境保护有负作用,有的品种对人有致癌或影响生育之虞。另外其使用技术也很复杂。广泛使用的熏蒸剂是溴甲烷,1991年科学家在地球平流层检测到高浓度的溴甲烷,并证实溴甲烷是促进大气层变薄的主要因子。因此制定了《蒙特利尔议定书—逐出时间表》,按照时间表,发达国家将在2010年将溴甲烷全部逐出市场。发展中国家也将在2015年停止溴甲烷的使用。随着食品安全和环境安全的呼声越来越高,寻找替代品控制线虫病害,使用高效低毒的药剂来防治植物线虫,特别是农作物、蔬菜、茶叶、中草药、果树、花卉及园林植物上的线虫病害,尤其显得迫切。
植物源杀线剂研究的理论基础来自于他感化学的理论(Allelochemistry),寄主植物通过自身的代谢产物调节寄主和病原物之间的关系,即交互作用,包括:驱避、引诱、孵化刺激和抑制等活性。植物源杀线剂的优势在于:1.活性材料可能直接用作杀线剂,如绿肥,间作,植物磨碎入土。2.活性材料分离纯化鉴定后,作为化学杀线剂合成模板。3.活性材料的鉴定是转基因抗性品种上游工作。4.植物源杀线剂比传统化学合成的杀线剂更安全。5.植物源杀线剂注册费用、要求的数据量少。6.严格说植物源杀线剂的归属属于化学农药,它要经过化学化工处理,人工制造,如印楝素等,有确切的化学结构,有标准检测方法。
从生态和进化的角度看,植物源杀线剂是生物的代谢副产物,能够在自然状态中分解,毒性较小,因此多数线虫学家不赞成直接合成化学杀线剂,从20世纪80年代以来,美国、英国、印度、墨西哥等国科学工作者开始从植物中提取天然杀昆虫活性物质,并以活性物质为模板,成功地开发了一批杀虫剂,并投入市场,如除虫菊酯、吡虫啉、印楝素等等。但是由于线虫形态小,结构特殊,危害特点不同于昆虫和其他植物病原,有关杀线虫的植物源的没有取物杀昆虫剂那样突出的成绩。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对农药市场缺乏杀线剂,以及现有杀线剂的高残高毒、价格昂贵的现状,提供一种低毒高效、无残留、成本低、有助于有效成分的分散和吸收以及有利于植物根际土壤微生物区系的生态平衡,对目标线虫具有有选择性和对寄主的生长有促进作用的茶皂素杀线虫颗粒剂及其制备方法。
其技术方案是:一种茶皂素杀线虫颗粒剂,其特征在于其原料组分及重量份:茶皂素40-50,助剂10-20,填料50-30;所述助剂为吐温80、亚硫酸纸桨废液、木质素及衍生物磺酸盐、萘和烷基萘甲醛综合物磺酸盐、烷基磺酸盐中的一种或两种以上;填料为红砖、粘土、豆饼、炉渣高岭土、硅藻土和白炭黑中的一种或两种以上。
其制备方法是:
1)将油茶或茶籽饼粕粉碎,用工业乙醇水溶液逆流提取茶皂素,经浓缩、干燥,得茶皂素粗粉;
2)将助剂和茶皂素用柴油充分湿润混匀至糊状;
3)将填料粉碎,加入带有搅拌器的混合釜中,逐渐加入上述的茶皂素进行搅拌混合,然后制成颗粒,待溶剂挥发,即得茶皂素杀线虫颗粒剂。
其技术效果是:经室内离体生测试验表明,有效成分茶皂素的杀线虫活性具有对目标线虫的选择性和杀灭抑制作用:室内离体生测试验用松材线虫、南方根结线虫2龄幼虫、水稻潜根线虫、茎线虫以及小杆类线虫等作为生测目标,分别代表寄生线虫和非寄生线虫,测定了油茶饼茶皂素提取物(纯度>98%)浓度为0.5mg/mL、2.5mg/mL、4.5mg/mL、6.0mg/mL和8.5mg/mL溶液在不同处理时间内对这几种线虫的离体杀线虫活性。试验结果(详见表1)表明:油茶饼茶皂素提取物对松材线虫、南方根结线虫的离体杀线虫活性强度为强活性,对水稻潜根线虫、茎线虫为中强活性,对小杆类的杀线虫活性为弱活性。茶皂素对所试植物寄生线虫具有中等强度以上的离体杀死线虫的活性,并表现出明显的选择性杀线虫活性,对非目标线虫(小杆线虫)无致死活性,土壤中寄生生线虫仅占线虫总量的10%左右,自由线虫等在土壤生态中有着十分重要作用,符合生态安全的要求。另外,选择健康无菌无线虫的稻苗作茶皂素施药处理,与未用茶皂素处理的对照相比,稻苗的出叶数、株高明显高于对照,表明了有效成分茶皂素有促进作物生长的作用,未见毒副作用,结果见表2。
表1 茶皂素提取物对线虫的离体杀线活性测定(2002年,合肥)
表中茶皂素浓度指含纯度为98.6%茶皂素提取物的浓度。杀线活性强弱分级按Chandrvandna等的方法,“-“Mortality<10%为无活性,“+”10%≤Mortality<30%,为极弱活性,“++”30%≤Mortality<50%,弱活性:“+++”50%≤Mortality<80%,为中强活性:“++++”Mortality>80%为强活性。各处理设4个重复,以同样浓度的助剂为对照。
表2 茶皂素提取物浸根对水稻出叶数和株高的影响
本发明的茶皂素杀线虫颗粒剂防治辣椒根结线虫的盆栽防效试验表明:茶皂素杀线虫颗粒剂控制作物的线虫病害的防效良好(详见表3),用灭菌土与灭菌河沙混匀成培养土,按1kg培养土:茶皂素颗粒剂8g比例将盆土充分拌匀,装入10cm×10cm×12cm盆钵。将第一片真叶的辣椒苗移栽到盆中,移后4d,辣椒苗长至10cm高时,每盆接入南方根结线虫2龄幼虫2500条,置于温室,适时浇水管理。3周后,当对照根际有大量根结时,调查防效。记录每株根结数,并按刘维志(1995)标准进行分级:0级,无根结;1级,1~2个根结;2级,3~10个根结;3级,11~30个根结;4级,31~100个根结;5级,100个以上根结。将辣椒植株平铺,量取地上部植株高度(cm)及地下部根长度;将辣椒植株地上部剪碎,于电子天平上称重(g);比较各处理与对照地上部处理株植株鲜重、地上部植株高度、地下部根的长度,增长率分别为109.00%、103.33%,90.00%。
表3 茶皂素杀线剂颗粒剂对辣椒根结抑制等防效测定结果
每处理10个重复。
具体实施方式
实施例1。取油茶或茶籽饼粕粉碎,过10目筛,用油茶或茶籽饼粕重量10倍的80%工业乙醇水溶液逆流提取,提取1.0小时,提取罐温度:50℃,浓缩,干燥,得茶皂素粗粉,茶皂素纯度大于65%。
取40kg的茶皂素和10kg吐温80,用柴油充分湿润混匀至糊状,加入带有搅拌器的混合釜中。再将50kg的粘土粉碎成颗粒状,过10目筛后,逐渐加入上述混合釜中,在搅拌条件下混合0.5~1.0小时,然后经制粒机压制成颗粒,过10~60目筛,颗粒细度为1680~2917微米,待溶剂挥发,获得茶皂素杀线虫颗粒剂产品,后可封装,使用,其茶皂素有效成份不小于25%。
实施例2。茶皂素提取方法同实施例1。
取茶皂素50kg,加入20kg的烷基磺酸盐和亚硫酸纸桨废液,用柴油充分湿润混匀至糊状,加入带有搅拌器的混合釜中。再将30kg的豆饼和炉渣高岭土粉碎成颗粒状,过10目筛后,逐渐加入上述混合釜中,在搅拌条件下混合0.5~1.0小时,然后经制粒机压制成颗粒,过10~60目筛,颗粒细度为1680~2917微米,待溶剂挥发,获得茶皂素杀线虫颗粒剂产品,后可封装,使用,其茶皂素有效成份不小于25%。
Claims (2)
1、一种茶皂素杀线虫颗粒剂,其特征在于其原料组分及重量份:茶皂素40-50,助剂10-20,填料30-40;所述助剂为吐温80、亚硫酸纸桨废液、木质素及衍生物磺酸盐、萘和烷基萘甲醛综合物磺酸盐、烷基磺酸盐中的一种或两种以上;填料为红砖、粘土、豆饼、炉渣高岭土、硅藻土和白炭黑中的一种或两种以上。
2、根据权利要求1所述的一种茶皂素杀线虫颗粒剂,其特征在于其制备方法是:
1)将油茶或茶籽饼粕粉碎,用工业乙醇水溶液逆流提取茶皂素,经浓缩、干燥,得茶皂素粗粉;
2)将助剂和茶皂素粗粉用柴油充分湿润混匀至糊状;
3)将填料粉碎,加入带有搅拌器的混合釜中,逐渐加入上述的茶皂素溶液进行搅拌混合,然后制成颗粒,待溶剂挥发,即得茶皂素杀线虫颗粒剂。
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